編者按： 

　　計量基準是國家量值的最高依據，也是保障全國量值準確可靠的源頭。黨中央、國務(wù)院高度重視計量體系和計量能力建設，將計量基準等作為國家重要戰略資源。2021年，市場(chǎng)監管總局依照《計量法》有關(guān)規定，新批準建立5項國家計量基準，填補了我國相關(guān)領(lǐng)域最高測量能力空白，對推動(dòng)科學(xué)技術(shù)創(chuàng )新、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉型升級、保障改善民生具有重要意義。市場(chǎng)監管總局組織有關(guān)單位和專(zhuān)家撰寫(xiě)了科普宣傳圖文，使社會(huì )各界更好明白計量、理解計量、支持計量、用好計量。 

（0.2～30）m/s空氣流速基準裝置

　　近日，市場(chǎng)監管總局批準啟用（0.2～30）m/s空氣流速基準裝置（國基證〔2021〕第152號），其測量能力達到國際先進(jìn)水平，填補了我國空氣流速量值傳遞與溯源能力空白，為空氣流速量值準確獲取和應用提供技術(shù)支撐。 

　　空氣流速也叫風(fēng)速，指空氣相對于地面某一固定地點(diǎn)的運動(dòng)速率。流速量值伴隨諸多自然現象和人類(lèi)活動(dòng)出現，廣泛應用于生產(chǎn)活動(dòng)中。風(fēng)速根據其范圍可劃分為微風(fēng)速、亞音速、超音速等。實(shí)現空氣流動(dòng)的合理利用一直是人類(lèi)努力追求的目標，而準確有效的空氣流速是關(guān)鍵因素?？諝饬魉儆嬃吭诋a(chǎn)業(yè)發(fā)展、科技創(chuàng )新等諸多方面支撐國家戰略、服務(wù)社會(huì )民生。 

圖1 空氣流速服務(wù)國計民生 

　　在服務(wù)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)、助推國家能源結構調整、助力國家“雙碳”目標實(shí)現方面，風(fēng)速的準確計量至關(guān)重要。在我國加快建設清潔低碳、安全高效的現代能源體系的形勢下，風(fēng)電是清潔低碳能源的重要組成部分。風(fēng)速是風(fēng)電場(chǎng)宏觀(guān)微觀(guān)選址的關(guān)鍵技術(shù)參數，風(fēng)速計量直接支撐風(fēng)電設備的效率評價(jià)、日常運維和故障診斷。風(fēng)速計量準確度水平顯著(zhù)影響風(fēng)電設備的精細化運行和控制策略?xún)?yōu)化，是提升風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的重要環(huán)節。此外，大氣環(huán)境監測中生產(chǎn)企業(yè)有害煙氣量排放測量、室內通風(fēng)環(huán)境質(zhì)量監測中大型建筑中央空調通風(fēng)換氣能力測量、安全生產(chǎn)監管領(lǐng)域中煤礦通風(fēng)換氣能力測量、氣象災害預報中局地環(huán)境風(fēng)力等級測量、生物制藥領(lǐng)域中潔凈生產(chǎn)過(guò)程微風(fēng)速測量等，都需要空氣流速的準確計量。 

圖2 （0.2～30）m/s空氣流速基準裝置 

　　空氣流速計量基準裝置是準確測量該量值的前提和保障，也是支撐上述產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)社會(huì )的基礎。2009年起，中國計量科學(xué)研究院開(kāi)展了激光多普勒流速儀的校準方法研究，自主研制轉盤(pán)校準裝置，實(shí)現我國空氣流速量值m/s向SI單位m和s的有效溯源。轉盤(pán)校準裝置依托寬速比伺服控制可實(shí)現線(xiàn)速度范圍（0.2～30）m/s的連續可調轉動(dòng)，在全速度范圍內轉動(dòng)穩定性?xún)?yōu)于0.02%。在氣浮導軌上采用了獨特的平衡對稱(chēng)布局設計，光軸方向上步進(jìn)分辨率達到5μm，可實(shí)現激光多普勒流速儀測量體內條紋間距的高分辨校準。散射目標采用直徑小于5μm的鍍鉑鎢絲，利用鍍鉑鎢絲良好的散射特性，獲得了高信噪比多普勒信號，在解決多個(gè)技術(shù)難點(diǎn)的基礎上開(kāi)展激光多普勒流速儀的高精度校準，實(shí)現了空氣流速量值的傳遞與溯源。

圖3 （0.2～30）m/s空氣流速基準裝置校準激光多普勒流速儀 

　　2014年，中國計量科學(xué)研究院研制的轉盤(pán)校準裝置參加了CCM.FF-K3空氣流速關(guān)鍵量值國際比對，比對結果于2016年正式發(fā)布，比對結果驗證了我國空氣流速量值的等效性和一致性。2017年經(jīng)國際同行專(zhuān)家評審，中國計量科學(xué)研究院基于該裝置通過(guò)了3項空氣流速量值的校準測量能力（CMC），目前已在國際計量局（BIPM）官網(wǎng)發(fā)布，這是我國首次在流速量值中獲得了國際同行認可。2020年，中國計量科學(xué)研究院參與主導完成亞太計量組織（APMP）空氣流速量值國際比對（2020APMP.K3）。同時(shí)，中國計量科學(xué)研究院通過(guò)進(jìn)一步提升轉盤(pán)校準裝置的測量能力，實(shí)現全流速范圍內的最大測量不確定度為0.1%（k=2）的校準水平。 

　?。?.2～30）m/s空氣流速基準裝置的建立，填補了我國空氣流速量值源頭的空白，實(shí)現了國際等效一致，對規范國內氣體流速量值傳遞體系和促進(jìn)國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。同時(shí)，該計量基準的建立有助于我國空氣流速測量水平的提升，為能源環(huán)保、航空航天、生物醫藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的空氣流速監測和應用提供計量技術(shù)支撐。